WO2005075086A1

WO2005075086A1 - 線状廃材選別装置

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Publication number: WO2005075086A1
Application number: PCT/JP2005/000134
Authority: WO
Inventors: Masahiro Miyamoto; Michinori Sugawara
Original assignee: JAPAN RESOURCES TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JAPAN RESOURCES TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2004-01-08
Filing date: 2005-01-07
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2006-07-08
Also published as: JP2007021273A; JP3612326B1

Abstract

　絡みやすい形状の銅線等が混在する線状廃材を精度良く選別回収することができる線状廃材選別装置を提供することを目的とする。この線状廃材選別装置は、槽内を上下に仕切る仕切網を備え、この仕切網１４の上方側に投入される混合廃材を比重差により選別するための選別槽５と、この選別槽５内の液体を上下方向に脈動させる気室６１を備えた上下脈動手段６と、前記混合廃材のうち選別対象である線状廃材の比重より小さく、かつ、残りの他の廃材の比重より大きい比重を有する複数の球状物１５ａであって、これら各球状物１５ａの重量および形状がほぼ同一に形成されている球状物１５ａを前記仕切網１４上に敷き詰めてなる線状廃材分離層１５とを有している。

Description

明細書

線状廃材選別装置

技術分野

[0001] 本発明は、線状廃材の選別装置に係り、特に、家電製品や廃自動車等を破砕した混合廃材に含まれる金属線やハーネス等の線状廃材を高精度に選別して回収するのに好適な線状廃材選別装置に関するものである。

背景技術

[0002] 従来より、家電製品や廃自動車等を破砕した混合廃材は、埋め立てられたり焼却処理されていたが、近年、これら混合廃材を原料ごとに分離、選別して有効にリサイクルする技術が提案されている。例えば、プリント基板のように榭脂に固着した金属材料を回収する技術として、榭脂部分のみを燃焼させ、銅などの金属類を分離回収する方法が知られている。しカゝしながら、榭脂を燃焼させると、人体や地球環境に有害なガスが発生するという問題がある。

[0003] 一方、前記混合廃材を破砕し、石炭や骨材等を比重選別する際に用いられる比重選別装置により選別、分離する方法が考えられる。この比重選別装置は、一般に、仕切網を備えた水槽と、この水槽内の水を上下に脈動させる脈動手段とを有している。そして、仕切網上に投入した破砕物を水中で脈動させることにより、比重の大きいものを下層に沈殿させ、比重の小さいものを上層に沈殿させることで分離、回収するようになつている。

[0004] し力しながら、上述した比重選別装置では、比重差だけによる分離であり、選別物の形状については考慮されていない。このため、混合廃材のように様々な形状の廃材が混在している場合、精度良く選別しきれないという問題がある。すなわち、比重が同じであっても形状が異なる廃材や比重が異なっても他の廃材と絡みやすい形状の廃材は、比重差だけでは充分に選別できな、と、う問題がある。

[0005] 特に混合廃材に金属線やハーネス等の線状廃材が含まれている場合、仕切網の網目に引つ力かってしまい、水の流動を妨げたり、定期的に除去しなければならないという問題がある。さらに、線状廃材は簡単に絡みやすいため、塊になったものをほぐして選別することは極めて困難であり、従来の技術では不可能である。

[0006] ところで、廃材の選別技術に関する発明には、例えば特開 2002— 355661号公報に記載されたものがある。この発明は、榭脂と金属カゝらなる廃材を破砕機により破砕し、この破砕物を磁選機により磁性物と非磁性物に分離し、この非磁性物をジグ選別機 (比重選別機）により分離することで榭脂と金属を選別するようになっている。

[0007] 特許文献 1：特開 2002— 355661号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] し力しながら、特開 2002-355661号公報に記載された発明においても、ジグ選別機では、比重差による選別しか行っておらず、形状差を考慮した選別が行われていないため、選別精度に限界がある。また、選別物としては、仕切網の網目を通過しな V、ものを想定して、るため、金属線やハーネス等の線状廃材が混在する混合廃材を選別する場合には、仕切網の網目に引つ力かってしまうという問題や、複雑に絡み合つた線状廃材を選別できな、と、う問題は解消されて、な、。

[0009] 本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、絡みやすい形状の銅線等が混在する線状廃材を精度良く選別回収することができる線状廃材選別装置を提供することを目的として!、る。

課題を解決するための手段

[0010] 本発明に係る線状廃材選別装置の特徴は、槽内を上下に仕切る仕切網を備え、この仕切網の上方側に投入される混合廃材を液体中において、その比重差により選別するための選別槽と、この選別槽内の液体を上下方向に脈動させる気室を備えた上下脈動手段と、前記混合廃材のうち選別対象である線状廃材の比重より小さぐかつ、残りの他の廃材の比重より大きい比重を有すると共に、その重量および形状がほぼ同一に形成されている球状物の多数を前記仕切網上に敷き詰めてなる線状廃材分離層とを有してヽる点にある。

[0011] また、本発明において、より精度良ぐ迅速に選別分離を行うために、前記選別槽は、前記線状廃材分離層が前記選別槽の内壁面に沿って上下動する際に、前記線状廃材分離層と前記内壁面との間に生じる摩擦抵抗が内壁面全体において等しくなる形状に形成されてヽることが好ま、。

[0012] さらに、本発明において、気室を設けることや線状廃材分離層と選別槽の内壁面との摩擦抵抗を同等に保持しやすくするため、前記選別槽は、平面断面略正方形に形成されてヽることが好まヽ。

発明の効果

[0013] 本発明によれば、

1.銅線屑等の比重差によっては選別し難ぐ絡みやすい線状廃材を精度良く選別することができる、

2.選別槽の形状、球状物の比重、重量および形状を限定することにより、線状廃材分離層の上下脈動が乱れ過ぎないように抑制でき、絡み合った銅線屑をほぐして分離したり、仕切網に引っ掛力つた銅線屑を網下に分離することができる、

等の効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態

[0014] 以下、本発明に係る線状廃材選別装置 3の実施形態について図面を用いて説明する。

[0015] 図 1は、本発明に係る線状廃材選別装置 3を適用した混合廃材の全選別工程を示すフローチャート図であり、図 7は、本実施形態の線状廃材選別装置 3の一実施形態を示す概略模式図である。

[0016] まず、図 1を参照しつつ、全体の選別工程の流れについて説明する。本実施形態の混合廃材選別工程は、主として混合廃材破砕工程と、鉄廃材選別工程と、非鉄廃材選別工程と、線状廃材選別工程と、軽量廃材破砕工程と、浮遊物破砕工程と、第 1軽量廃材選別工程と、第 2軽量廃材選別工程とから構成される (ステップ S1—ステップ S8)。

[0017] まず、ステップ S1の混合廃材破砕工程は、家電製品等の混合廃材をチェーンミル等の破砕機により破砕する工程である。この工程では、混合廃材を 0. 1mm— 40m m程度の大きさに裁断または破砕する。このとき、混合廃材には、粒状の廃材はもちろん、ゴムシート等のシート状廃材や、銅線やノヽーネス等力もなる線状廃材など、多種多様な比重と形状とを有する廃材が混在している。なお。以下の本実施形態で選別する混合廃材には、鉄廃材と非鉄廃材が含まれており、さらにこの非鉄廃材には、銅線屑、榭脂、ハーネス、基板屑、非鉄金属類、ァクロル二トリルブタジエンスチレン榭脂（以下、「ABS榭脂」という）、ポリスチレン (以下、「1^」という）、ゴム類、ポリ塩ィ匕ビュル（以下、「塩ビ」という）、ポリエチレン（以下、「PE」という）、ポリプロピレン（以下、「PP」という）、ウレタン等が含まれている。

[0018] つぎに、ステップ S2の鉄廃材選別工程は、所定の磁気選別機によって混合廃材中に含まれる鉄等の磁性を有する鉄廃材を除去する工程である。具体的には、破砕した混合廃材を振動コンベアにより搬送させ、その振動コンベア近傍に配置した電磁石を強励磁することにより、鉄廃材のみを吸着し、選別するようになっている。

[0019] つぎに、ステップ S3の非鉄廃材選別工程は、鉄廃材を除去した非鉄廃材を比重差および形状差により選別する工程である。この工程では、後述する本実施形態の非鉄廃材選別装置 1を 3基連設して構成した非鉄廃材選別システム 2が使用されている。この非鉄廃材選別システム 2により、非鉄廃材は、比較的短い線状廃材 (銅線屑、榭脂等)と、比較的長い線状廃材 (ハーネス、銅線屑等)と、基板屑と、非鉄金属類と、軽量廃材 (ABS榭脂 'PS '塩ビ)およびシート状廃材 (ゴム類)と、浮遊物 (PE、 PP 、ウレタン等）とに選別される。

[0020] つぎに、ステップ S4の線状廃材選別工程は、ステップ S3で選別された比較的短ヽ線状廃材を、さらに比重差および形状差により選別する工程である。この工程では、後述する本実施形態の線状廃材選別装置 3が使用されている。この線状廃材選別装置 3により、形状の小さい線状廃材は、銅線屑と、高比重の榭脂 Aと、低比重の榭脂 Bとに選別される。

[0021] つぎに、ステップ S 5の軽量廃材破砕工程は、ステップ S3で選別された軽量廃材をプラスチック破砕機等の破砕機により破砕する工程である。この工程では、軽量廃材をさらに細カゝく裁断または破砕する。

[0022] つぎに、ステップ S6の浮遊物破砕工程は、ステップ S3で選別された浮遊物をプラスチック破砕機等の破砕機により破砕する工程である。この工程では、浮遊物をさらに細力べ裁断または破砕した後、脱水スクリーン等により脱水して回収する。

[0023] つぎに、ステップ S7の第 1軽量廃材選別工程は、ステップ S5で破砕された軽量廃材を、さらに比重差により選別する工程である。この工程では、後述する本実施形態の軽量廃材選別装置 4が使用されている。この軽量廃材選別装置 4により、軽量廃材は、塩ビ 'ゴム類と、 ABS榭脂と、 PSとに選別される。

[0024] つぎに、ステップ S8の第 2軽量廃材選別工程は、ステップ S7で破砕された軽量廃材を、さらに比重差により選別する工程である。この工程では、ステップ S7と同様、後述する本実施形態の軽量廃材選別装置 4が使用されている。この軽量廃材選別装置 4により、軽量廃材は、塩ビと、ゴム類とに選別される。

[0025] 以上の工程により、比重や形状の異なる多種多様な混合廃材が、各原料ごとに分離されるようになつている。

[0026] 以下、各ステップにおいて使用される選別装置について詳細に説明することとし、まず、ステップ S3の非鉄廃材選別工程で使用される本実施形態の非鉄廃材選別装置 1および非鉄廃材選別システム 2について図 2を参照しつつ説明する。

[0027] (1)非鉄廃材選別装置および非鉄廃材選別システム

本実施形態の非鉄廃材選別システム 2は、非鉄廃材がまず最初に投入される第 1 の非鉄廃材選別装置 laと、この第 1非鉄廃材選別装置 laの後に続くように連設される第 2非鉄廃材選別装置 lb、および第 3非鉄廃材選別装置 lcとから構成されている。なお、本実施形態では、各非鉄廃材選別装置 la, lb, lcの基本構造はほぼ同一の構成であるため、第 2非鉄廃材選別装置 lbおよび第 3非鉄廃材選別装置 lcの構成のうち、第 1非鉄廃材選別装置 laの構成と同一若しくは相当する構成については同一の符号を付している。

[0028] 第 1非鉄廃材選別装置 laは、主として、水で満たされた選別槽 5と、この選別槽 5内の水を上下方向に脈動させる上下脈動手段 6と、選別槽 5内を上下に仕切る選別スクリーン部 7と、この選別スクリーン部 7の下方に設けられる可変翼 8と、前記選別スクリーン部 7上に沈殿された層状の廃材を回収するロータリフィーダ 9と、前記選別スクリーン部 7の網目力も落下した線状廃材を回収するロータリバルブ 10とから構成されている。

[0029] 本実施形態の第 1非鉄廃材選別装置 laの各構成部についてより詳細に説明すると、選別槽 5は、平面断面略正方形の直方体形状に形成されている。この選別槽 5の上部には、混合廃材の投入口 11が設けられており、水車式フィーダ 12によって適量の混合廃材が水とともに投入されるようになっている。また、投入口 11の対面側には、回収口 13が設けられており、選別スクリーン部 7上で最下層に沈殿された廃材、ここでは比較的長い銅線屑やノヽーネスをロータリフィーダ 9の吸引力によって引き込む役割を果たしている。また、選別槽 5の側壁には、後述する気室 61に通じる給排気口 62が形成されている。

[0030] つぎに、上下脈動手段 6は、主として、選別槽 5内に設けられる気室 61と、この気室 61に給排気口 62を通じて空気を給気する空気ブロワ 63、およびこの空気ブロワ 63 力もの給排気タイミングを調節する空気バルブ 64とから構成されている。気室 61は、下端が開口されており、上方の屋根 61aは山形に形成されている。空気ブロワ 63は、加圧された空気を各空気バルブ 64に接続された空気タンク 65に貯留する。空気バルブ 64は、例えばロータリバルブにより構成されており、バルブモータ 66により回転されて開閉し、気室 61の給排気を行う。本実施形態では、第 1非鉄廃材選別装置 la 力第 3非鉄廃材選別装置 lcまで連続した水面の流れを安定させるため、第 1非鉄廃材選別装置 laおよび第 3非鉄廃材選別装置 lcの給排気タイミングは同期させ、第 2非鉄廃材選別装置 lbの給排気タイミングは位相を半分ずらしている。

[0031] また、本実施形態では、バルブモータ 66の回転を制御することにより、図 3に示すように、水の上下脈動サイクルのうち、下降時における気室 61内の空気を断続的に排気し、下降を一時的に停止させる。そして、再び下降させる際には強く速く下降させる。これは、比重差の異なる物質同士の沈降速度が、静止状態から落下を開始するときに最も顕著な格差を生じるため、この原理を利用して比重差による選別を効果的に実行させるためである。

[0032] したがって、気室 61内の空気を断続的に排気して、水の下降を一時的に停止させ、再び下降を開始することにより、比重差の異なる廃材同士の沈降速度を増幅させてより精度よく選別するようになって、る。

[0033] さらに前述のように下降時にー且排気を停止するため、この停止分の時間を取り戻すべく単位時間の排気量を多くしている。つまり、ロータリバルブ 10のサイクルに合わせて脈動サイクルを繰り返す必要があるため、下降時における単位時間当たりの排気量を水の上昇時における単位時間当たりの給気量よりも大きく設定している。仮に給気時間と排気時間が等しい場合、排気を断続させることにより、給気した空気を全て気できなくなってしまう。したがって、単位時間当たりの排気量を大きくして給気量と排気量を等しくすることにより、選別槽 5内の水は一定の上下幅で脈動し安定的な比重分離が可能となる。

[0034] 選別スクリーン部 7は、選別槽 5内に固定される床網 71と、この床網 71上を複数の区画に仕切る仕切壁 72と、各区画に敷かれる複数の粒状物 73とを有している。床網 71は、選別槽 5の平面断面とほぼ同形状の略正方形に形成されており、粒状物 73 を落下させない程度の大きさの網目を有している。仕切壁 72は、床網 71上に略垂直方向に立設され、図 4に示すように、前記床網 71を複数の区画に分割している。粒状物 73は、ステンレス球やセラミック球などの適当な比重を有する球状体により構成されており、各区画内に敷設されて水の通過量を制限する。

[0035] 本実施形態では、図 4に示すように、回収口 13側よりも投入口 11側の区画に敷かれる粒状物 73の粒径がより小さく形成されている。これは、上下脈動手段 6による水の脈動によって上方に押し上げられる水が選別スクリーン部 7を通過できる水量を回収ロ 13からの距離に応じて多量になるよう任意に制限するためである。これにより、図 5に示すように、回収口 13側では水流が弱くて流速が小さくなり、投入口 11側ではの水流が強くて流速が大きくなる。したがって、シート状廃材を含む非鉄廃材が投入されても投入口 11側の強、上昇流によりシート状廃材が水中に潜り込むのを防ぐことができる。さらに水面上の流れを強くすることもできる。また、以上のように通過水量を粒状物 73の粒径によって調節する構成に限らず、粒状物 73の敷設密度を調整すること、つまり、回収口 13側よりも投入口 11側の区画に敷かれる粒状物 73の敷設密度を小さくすることによって、投入口 11側の水流を強くし、回収口 13側の水流を均一で穏やかにするようにしてもょ、。

[0036] また、本実施形態の選別スクリーン部 7は、図 4に示すように、各区画のうち、気室 6 1の屋根 61aと対向する位置にある区画の底面積力投入口 11側および回収口 13 側の区画の底面積よりも大きな面積となるように仕切られている。これは、気室 61の屋根 61aの上方においては、気室 61の左右力押し上げられた水が合流し水流に乱れが生じているため、これを整える必要があるからである。つまり、合流点で生じた乱流を大きな底面積の区画を通過させることにより、通過条件 ·状況をほぼ等しくすることができ、流速方向と水流の強さを整えるのである。一方、気室 61の真上力も左右に離れた投入口 11側および回収口 13側では、水が真っ直ぐ上に押し上げられて大きな乱れが生じない。したがって、床網 71の区画面積を小さく形成し、各仕切壁 72 により水の流れ方向を所望の水面流が生成されるように安定して方向付けるようになつている。

[0037] さらに、選別スクリーン部 7では、各区画の大きさに形成された網状容器に粒状物 7 3を収容している。これは、選別する廃材の種類によって任意に粒状物 73の粒径を変更する場合に、簡単かつ迅速に変更することができるし、網目の洗浄も容易に行うことができて、選別精度の維持に貢献するものである。

[0038] つぎに、可変翼 8は、気室 61によって真上に押し上げられる水の流れ方向を変えて、水面を投入口 11側から回収口 13側へ水平に流れる水流を形成するものである。図 2に示すように、可変翼 8は、選別スクリーン部 7と気室 61との間で横に所定間隔を隔てて複数枚並設されている。各可変翼 8は、その傾斜角度を任意に調節できるようになつている。したがって、発生する水面流と上下脈動流との微妙な関係を保持するために、各可変翼 8の傾斜方向を適宜設定して、選別スクリーン部 7を通過して非鉄廃材を浮上させる水流の方向を調整するようになっている。後述するように、第 1非鉄廃材選別装置 laでは、上下脈動水流を投入口 11側の仕切壁 72にぶつけて回収口 13側に反射させ、投入口 11側から回収口 13側への水流を発生させるようになつている。

[0039] つぎに、ロータリフィーダ 9は、複数枚の回収羽根 91が図示しない円柱状の回転体の外周面に等間隔で放射状に配置されている。このロータリフィーダ 9は各非鉄廃材選別装置 la, lb, lcの回収口 13の内部に設けられ、モータ等により回転駆動自在に構成される。また、ロータリバルブ 10は、選別槽 5の最下部に設けられ、選別スクリーン部 7を通じて落下した廃材を回収するようになって、る。本実施形態のロータリバルブ 10は、上下脈動手段 6と連動するように制御されており、床網 71から落下した銅線屑等を回収する際、気室 61から空気を排気する時のタイミングに合わせて最下部を開口し、必要以上に水が排出されな、ようにしながら落下物を回収するようになつている。

[0040] つぎに、非鉄廃材選別システム 2を構成する第 1非鉄廃材選別装置 laから第 3非鉄廃材選別装置 lcの構成上の相違点あるいは関連点について説明する。

[0041] まず、選別槽 5について説明する。各選別槽 5a, 5b, 5cは、第 1非鉄廃材選別装置 laからオーバーフローする水量が、第 2非鉄廃材選別装置 lbおよび第 3非鉄廃材選別装置 lcで同時に受け入れる水量と等しくなるように設定されている。これは、各非鉄廃材選別装置 la, lb, lcの水面上を流れる水面流を滞留させることなく流れさせ続けるためである。つまり、第 1非鉄廃材選別装置 laからオーバーフローする水量を第 2非鉄廃材選別装置 lbで受ける場合に、その一部の水量を受け入れ、残りの水量をオーバーフローさせ、さらに、第 3非鉄廃材選別装置 lcでも第 2非鉄廃材選別装置 lb力オーバーフローされた水量のうち一部を受け入れ、残りをオーバーフローさせる。このように常に受け入れる水量の一部をオーバーフローさせれば、第 1 一第 3の非鉄廃材選別装置 la, lb, lcのそれぞれで水面流を発生させる必要はなぐ第 1非鉄廃材選別装置 laで発生させた水面流を滞らせることなぐ第 2,第 3の非鉄廃材選別装置 lb, lcで連続的に水面の流れを維持できる。そして、滞ることのない水面流によって、水面上を浮遊するシート状廃材が水中に沈降することなぐつまり他の廃材を巻き込むことなくそのまま選別することができる。

[0042] 前述した水量の条件を満足させるために、本実施形態では、図 6に示すように、第 1 非鉄廃材選別装置 laにおける選別槽 5aの平面断面積が、第 2非鉄廃材選別装置 1 bおよび第 3非鉄廃材選別装置 lcにおける各選別槽 5b, 5cの平面断面積の和と等しくなるように設計されている。なお、上記水量の条件を満足させれば、各選別槽 5a , 5b, 5cの平面断面積に差を設けなくてもよい。例えば上下動する水面高さを制御することによりオーバーフローさせる水量を調整することが理論上可能であるが、別途、第 2,第 3非鉄廃材選別装置 lb, lcの選別槽 5b, 5cに水を補給し続けなければならず、水流の乱れが生じやすくなるという問題がある。

[0043] つぎに床網 71上に敷設された粒状物 73の粒径関係について説明する。各区画に敷かれた粒状物 73の粒径を比較すると、第 2および第 3非鉄廃材選別装置 lb, lc に比べ、第 1非鉄廃材選別装置 laの方が相対的に大きなものとして形成されている。つまり、第 1非鉄廃材選別装置 laにおける床網 71のいずれかの区画内に敷設された粒状物 73は、その区画に対応する第 2および第 3非鉄廃材選別装置 lb, lcにおける区画内に敷設された粒状物 73よりも約 lmm程度大きな粒径のものが使用されている。これは、第 1非鉄廃材選別装置 laにおいては、床網 71の網目から落下するほど細か、銅線屑や榭脂等を最初の段階で分離してしまう役割を担うからである。これに対し、第 2および第 3の非鉄廃材選別装置 lb, lcにおいては、床網 71から落下させるような銅線屑等は存在しないため、網目を細力べし、かつ粒径の小さな粒状物 73を敷設してより均一な押し上げ流を床網 71上に発生させる目的があるからである

[0044] つぎに、第 1一第 3の非鉄廃材選別装置 la, lb, lcにおける可変翼 8の傾斜角の違いについて説明する。図 2に示すように、第 1非鉄廃材選別装置 laにおける可変翼 8は、回収口 13に対して反対方向（投入口 11方向）に傾斜されており、第 2非鉄廃材選別装置 lbおよび第 3非鉄廃材選別装置 lcにおける可変翼 8は回収口 13方向に傾斜されている。いずれも上下の脈動とは別に、水面上を流れる水面流を発生させてこれを維持するための構成である。すなわち、第 1非鉄廃材選別装置 laでは、押し上げられた水が可変翼 8に沿って方向を変え、選別槽 5の投入口 11側壁面や仕切壁 72に当接して反射する。一方、投入口 11からは水とともに非鉄廃材が投入されるので、前述の反射された水流と投入の水流とが合流し、回収口 13側方向（図 2の右側方向）への水面流が発生する。この水面流とともにゴムシート等が流される。本実施形態では、第 1非鉄廃材選別装置 laの可変翼 8は、鉛直方向に対して投入口 1 1側に 2— 3度傾斜されている。

[0045] 一方、第 2非鉄廃材選別装置 lbおよび第 3非鉄廃材選別装置 lcは、別途、水面流を発生させる必要はなぐ既に発生している水面流の流速や方向性を維持すればよい。そこで、第 2非鉄廃材選別装置 lbおよび第 3非鉄廃材選別装置 lcでは、可変翼 8を回収口 13側に傾斜させており、ここを通る水が非鉄廃材を押し上げる脈動だけでなぐ水面流の流れを加勢するようになっている。第 2非鉄廃材選別装置 lbおよび第 3非鉄廃材選別装置 lcの可変翼 8は、鉛直方向に対して回収口 13側へ 5— 10 度傾斜されている。

[0046] つぎに、本実施形態の非鉄廃材選別システム 2を用いた非鉄廃材選別工程 (ステツプ S3)について説明する。

[0047] まず、上述したステップ S 2にお、て磁性廃材を除去した非鉄廃材を投入口 11に投入する。投入された非鉄廃材は、水車式フィーダ 12により適量ずつ第 1非鉄廃材選別装置 laの選別スクリーン部 7上に供給される。第 1非鉄廃材選別装置 laの選別槽 5内では、可変翼 8が押し上げられる水を投入口 11側へ斜めに導き、選別スクリーン部 7における粒状物 73の敷設密度の差によって投入口 11側ほど強く速い水流を生じさせることにより、上下脈動に加えて水面上を流れる水面流を発生させる。この水面流にシート状廃材が乗って第 2非鉄廃材選別装置 lbへと流出される。

[0048] 一方、水面下では、上下方向の脈動により、比重が大きい廃材は下層に沈降し、比重の小さい廃材は上方に積層してそれぞれ沈殿層を形成する。回収口 13側では粒状物 73の敷設密度が高いため穏ゃ力な水流の上下脈動が生じており、投入口 11側よりも静か〖こ沈殿層が形成される。

[0049] また、上下脈動サイクルのうちの下降工程において気室 61内の空気を断続的に排気させるとともに、下降を再開する場合には排気量を大きくするため、水中の比重差による沈降速度差を増幅させてより確実に選別処理を進めている。

[0050] 第 1非鉄廃材選別装置 laでは、大きな粒径の粒状物 73によって、隙間から銅線屑や榭脂屑を床網 71から落下させる。選別槽 5の最下部に沈殿した銅線屑等は気室 6 1からの排気動作に合わせてロータリバルブ 10が開放されることにより、次の線状廃材選別工程 (ステップ S4)へと移送される。

[0051] 第 1非鉄廃材選別装置 laでは、選別スクリーン部 7上の沈殿層のうち最下層にはハーネスや銅線屑が沈降する。この最下層がある程度沈殿するとロータリフィーダ 9 が回転し、選別した廃材を順次分離して回収する。一方、ハーネスや銅線屑以外の廃材は回収口 13の上方を越えて第 2非鉄廃材選別装置 lbへと流出する。

[0052] つぎに、第 2非鉄廃材選別装置 lbには、水面上をシート状廃材が流れてくるとともに、第 1非鉄廃材選別装置 laによって分離されなかった非鉄廃材が流れてくる。第 1 非鉄廃材選別装置 laの選別槽 5からオーバーフローした水は、第 2非鉄廃材選別装置 lbおよび第 3非鉄廃材選別装置 lcの各選別槽 5にそれぞれ 1Z2量ずつ受け入れられ、同時にオーバーフローされる。さらに可変翼 8による傾斜水流と選別スクリーン部 7による水流の強弱調整、および前述した連続的なオーバーフローによって水面上の流れは維持され、シート状廃材は最後まで水面上を流れて回収される。

[0053] また、第 2非鉄廃材選別装置 lbでは、粒状物 73の粒径を第 1非鉄廃材選別装置 1 aと比べて小さく設定しているため、各粒状物 73の隙間も小さぐ押し上げられた水は選別スクリーン部 7を通過することでより均一化する。この均一化された水の脈動により、選別スクリーン部 7上には、非鉄廃材が比重差により選別された沈殿層を形成する。第 2非鉄廃材選別装置 lbには榭脂間に銅が挟まれているような基板屑が最下層に沈殿している。この最下層の非鉄廃材をロータリフィーダ 9によって分離し順次回収する。上層部の他の廃材は回収口 13の上方を越えて第 3非鉄廃材選別装置 lcへと流出される。

[0054] つぎに、第 3非鉄廃材選別装置 lcでは、第 1非鉄廃材選別装置 laおよび第 2非鉄廃材選別装置 lbの水面を経てシート状廃材が流れてくるとともに、第 2非鉄廃材選別装置 lbによって回収されな力つた非鉄廃材が流れてくる。第 2非鉄廃材選別装置 lbと同様、第 3非鉄廃材選別装置 lcでも選別スクリーン部 7の流速調整と可変翼 8による傾斜された水流、連続的なオーバーフローによって水面流を維持し、シート状廃材が水面下に潜り込んだり、他の廃材を包み込んでしまうことなく水面上を速やかに移送されて回収される。

[0055] 一方、選別スクリーン部 7上では、上下の脈動によりステンレスやアルミなどの非鉄金属類が沈殿し、順次ロータリフィーダ 9によって回収される。そして、この第 3非鉄廃材選別装置 lcでも回収されなカゝつた比重の小さい ABS榭脂、 PS、塩ビ等の軽量廃材は回収口 13の上方を越えて、シート状廃材と一緒に回収される。これら軽量廃材は、ステップ S5の軽量廃材破砕工程においてさらに破砕された後、後述するステツプ S7の第 1軽量廃材選別工程で用いられる軽量廃材選別装置 4へと搬送され、さらに細カゝく選別される。

[0056] また、ウレタンや、 PE、 PP等の浮遊物については、本非鉄廃材選別システム 2に設けられたサイドトラップ Sにより別途回収され、ステップ S6の浮遊物破砕工程において破砕された後、回収される。

[0057] なお、本第 3非鉄廃材選別装置 lcと第 2非鉄廃材選別装置 lbとにおける粒状物 7 3の粒径や可変翼 8の傾斜角度は、等しいものに形成している力これに限られるものではない。第 3非鉄廃材選別装置 lcにおける各値が第 2非鉄廃材選別装置 lbの値以下であればよぐ選別対象の廃材の種類により適宜設定される。

[0058] 以上、本実施形態の非鉄廃材選別装置 1によれば、

1.混合廃材を比重差により選別できるとともに、形状を考慮した選別を行い、選別精度を高めることができる。

2.水面上に横方向の流れを発生させるため、シート状の廃材が水中に潜り込んでしまったり、他の廃材を包み込んでしまうのを防止して、回収することができる。

3.選別スクリーン部 7を通過させることにより気室 61の屋根 61aの形状によって生じる乱流を均一化させられるとともに、気室 61から離れた位置の流れに対しては流れ方向を整然とさせるようにし、混合廃材を適切に上下脈動させられる。

4.水の下降時に断続的に下降を停止させるため、比重差の異なる廃材同士の沈降速度に顕著な格差を付与し、比重差による選別効果を高めて選別処理時間を短縮することができる。

5.ロータリバルブ 10の開閉動作を上下脈動手段 6の脈動と連動させるため、脈動動作をさせながら線状廃材を回収することができる等の効果を奏する。

[0059] また、本実施形態の非鉄廃材選別システム 2によれば、

1.粒状物 73の粒径を適宜設定するため、最先の選別槽 5では粒状物 73の隙間によって形状による選別を行うとともに、後続の選別槽 5では脈動する水を均一化させ、高精度な選別を行うことができる。

2.最先の選別槽 5からオーバーフローした水を、後続の選別槽 5で全て受け入れるため、隣の選別槽 5へ送る部分での流速が大きぐ回収口 13付近の流速が小さくなり各選別槽 5における水の流れが安定ィ匕する。また、水面下では、選別スクリーン部 7 上に層を形成した選別対象廃材が乱れるのを防止でき、水面では、シート状廃材をスムーズに次の選別槽 5へと流出させることができる。

3.可変翼 8の傾斜角度を適宜設定するため、水面付近の横方向の流速を最終選別槽 5まで維持することができ、かつ、後続の選別槽 5の水面下では横方向の流速を緩和して、上下方向の脈動を確保することができる等の効果を奏する。

[0060] (2)線状廃材選別装置

つぎに、ステップ S4の線状廃材選別工程で使用される本実施形態の線状廃材選別装置 3について図 7を参照しつつ説明する。なお、本線状廃材選別装置 3の構成のうち、上述した非鉄廃材選別装置 1の構成と同一若しくは相当する構成については同一の符号を付して再度の説明を省略する。

[0061] 本実施形態の線状廃材選別装置 3は、主として、水で満たされた選別槽 5と、この選別槽 5内の水を上下方向に脈動させる上下脈動手段 6と、選別槽 5内を上下に仕切る仕切網 14と、仕切網 14上に球状物を敷き詰めてなる線状廃材分離層 15と、この線状廃材分離層 15上で層を形成した廃材を回収するロータリフィーダ 9と、線状廃材分離層 15下に落下した廃材を回収するロータリバルブ 10とから構成されている。

[0062] 本実施形態の線状廃材選別装置 3の各構成部についてより詳細に説明すると、仕切網 14は、選別槽 5の平面断面とほぼ同形状の略正方形に形成されており、選別槽 5内の気室 61上方で水平に固定される。仕切網 14の網目は線状廃材を落下させられるが、球状物を落下させない程度の大きさに形成されており、本実施形態では 9m mメッシュに形成されて!、る。

[0063] つぎに、線状廃材分離層 15は、混合廃材のうち選別対象である線状廃材の比重より小さぐかつ、残りの他の廃材の比重より大きい比重を有する球状物 15aによって構成されている。本実施形態では、銅線屑よりも比重が小さぐ榭脂よりも比重の大きい条件を満たすステンレス球 15aを使用している。このステンレス球 15aは重量および形状がほぼ同一に形成されている。線状廃材分離層 15では、前述のステンレス球 1 5aを複数個仕切網 14上に敷き詰めて 3段に積層させている。

[0064] 一方、選別槽 5は平面断面が略正方形等の正多角形若しくは円形に形成されている必要がある。これは、敷き詰められた球状物 15aと選別槽 5の壁面との摩擦力を各辺でほぼ等しくすることにより、線状廃材分離層 15がー体的に上下動し、線状廃材のみを下方へ案内するためである。したがって、選別槽 5が断面正多角形の場合、一辺の長さが球状物 15aの直径で割り切れる値 (整数倍）に設定されており、図 8に示すように、隣り合う他の球状物 15aと接触するように敷き詰められる。本実施形態では、正方形断面の一辺が 600mmに対して 10mm径の球状物 15aを使用している。

[0065] なお、球状物 15aとしてステンレス球 15a以外であっても、上記条件を満たせば他の材料を使用してよい。また、本実施形態では試行錯誤の結果、球状物 15aを 3層に積層させている力これに限定されるものではない。

[0066] つぎに、本実施形態の線状廃材選別装置 3を用いた線状廃材選別工程 (ステップ S4)について説明する。

[0067] まず、上述したステップ S3にお、て選別された銅線屑等の線状廃材が投入口 11 から投入され、線状廃材分離層 15上に落下する。この線状廃材分離層 15は、上下脈動手段 6による水の上下脈動に伴って上下動する。その一方で、選別槽 5は平面断面略正方形状に形成されており、かつ、重量および形状が同一の球状物 15aを使用しているため、線状廃材分離層 15と選別槽 5の内壁面と接触面に発生する摩擦抵抗はほぼ等しくなる。これにより、線状廃材分離層 15を構成する各球状物 15aはほぼ一体的に上下動を繰り返す。線状廃材分離層 15は、図 8に示すように、各球状物 15a間に適度な隙間を備えているため、当該球状物 15aより比重の大きい銅線屑等は前記隙間から徐々に下方へと案内され、最終的には仕切網 14から排出口へと落下される。

[0068] 銅線屑は絡みやすいので塊になってそのままでは球状物 15a間を通れない場合もあるが、線状廃材分離層 15の各球状物 15aがー体的に上下動することにより塊を下力突き上げて塊をほぐし、隙間から落下できるようにする。さらに、銅線屑が仕切網 14の網目に引つ力かってしまう場合もある力各球状物 15aが引っ掛力つている銅線屑を上力も押し込むように衝突を繰り返すため、仕切網 14から外れて落下させられる。以上のようにして選別分離された銅線屑は選別槽 5の最下部力もロータリバルブ 10 により排出される。

[0069] 一方、線状廃材分離層 15上では、榭脂屑うち、比重の大きい榭脂 (榭脂 Aとする）が比重差によって下層に積層されており、これをロータリフィーダ 9が回収する。比重の小さ、その他の榭脂 (榭脂 Bとする）は、回収口 13を乗り越えて別途回収される。

[0070] 以上、本実施形態の線状廃材選別装置 3によれば、 1.絡みやすく比重差によっては選別しにくい銅線屑を精度良く選別することができる

2.選別槽 5の形状、球状物 15aの比重、重量および形状を限定することにより、線状廃材分離層 15の上下脈動が乱れ過ぎないように抑制でき、絡み合った銅線屑をほぐして分離したり、仕切網 14に引っ掛力つた銅線屑を網下に分離することができる。

3. ロータリバルブ 10の開閉動作を上下脈動手段 6の上下方向の脈動と連動させて気室 61の排気動作の際に銅線屑を回収するため、排水を極力抑えることができる等の効果を奏する。

[0071] (3)軽量廃材選別装置

つぎに、ステップ S7の第 1軽量廃材選別工程で使用される本実施形態の軽量廃材選別装置 4について図 9を参照しつつ説明する。なお、本軽量廃材選別装置 4の構成のうち、上述した非鉄廃材選別装置 1および線状廃材選別装置 3の構成と同一若しくは相当する構成については同一の符号を付して再度の説明を省略する。

[0072] 本実施形態の軽量廃材選別装置 4は、榭脂等の軽量な廃材であって脈動の影響を大きく受けやすい、し力も比重差力、さい廃材を選別するための装置である。例えば、高分子化合物の比重を挙げれば、塩ビは 1. 35-1. 55、 PSは 1. 04-1. 06、 ΡΕίま 0. 94—0. 97、ΡΡίま 0. 90—0. 91、ABSiま 1. 05—1. 22であり、！/ヽずれも比重が小さぐ各比重差は小さいため、沈殿層を形成しにくぐ比重差による選別が難しい。そこで、本軽量廃材選別装置 4は、主として、水で満たされた選別槽 5と、この選別槽 5内の水を上下方向に脈動させる上下脈動手段 6と、選別槽 5内を上下に仕切る傾斜選別スクリーン部 16と、この傾斜選別スクリーン部 16上で層を形成した廃材を回収するロータリフィーダ 9とから構成されて、る。

[0073] 本実施形態の軽量廃材選別装置 4の各構成部についてより詳細に説明すると、傾斜選別スクリーン部 16は、選別槽 5内を上下に仕切る床網 71と、この床網 71の上方に配置される天井網 16aと、この天井網 16aと床網 71との隙間に積層される複数の粒状物 73とを備えている。天井網 16aは、床網 71と同様、選別槽 5の平面断面とほぼ同形状の略正方形に形成されており、粒状物 73が通過しない程度の網目を有している。また、図 9に示すように、天井網 16aは回収口 13側へ下降傾斜されており、軽量な軽量廃材がゆっくり傾斜面に沿って回収口 13へと移送されるようになっている。また、回収口 13に近いほど粒状物 73の数を減らして傾斜選別スクリーン部 16の厚さを薄くしている。これは、榭脂を回収する場合、回収口 13近くでの積層厚さが厚いほど選別品位がよくなるためであり、回収口 13近くでは榭脂を押し上げる水の強さを強くしている。このような傾斜選別スクリーン部 16による選別効果は比重差が 0. 001 以上、より好ましくは 0. 5以上の場合によりょく発揮される。

[0074] また、図 10に示すように、回収口 13の内部には、ロータリフィーダ 9が設けられており、回収口 13の上側端部からロータリフィーダ 9の外周へ引いた接線の傾斜角 /3力天井網 16aの傾斜角 α以上の大きさになるように設定されている。これは、投入された軽量廃材をロータリフィーダ 9が淀みなく回収するためである。もし、傾斜角度を逆の関係にすると、回収口 13の上側端部がロータリフィーダ 9に引き込まれる廃材の進路を妨害し、投入した廃材の回収量が低下するため選別槽 5内に選別した廃材が滞留してしまう。

[0075] さらに、回収口 13の内部には、隣の選別槽 5に廃材を流出させる流出板 17の下面力脈動減衰板 18が垂下されている。この脈動減衰板 18は、上下の脈動が回収口 13内に伝播するのを防ぐためのものであり、脈動の振幅が変化しても選別 ·分離した軽量廃材が噴出しないように振幅を減衰させる。脈動減衰板 18はロータリフィーダ 9 上に設けられており、脈動の振幅に応じて任意の長さに設定される。例えば脈動サイクルが速い、換言すれば振幅が小さい場合には脈動減衰板 18の長さを短くすればよぐ逆に脈動サイクルが遅い、換言すれば振幅が大きい場合には脈動減衰板 18の長さを長く形成しなければならない。なお、この脈動減衰板 18の下端は、前述した回収ロ 13とロータリフィーダ 9とを結ぶ接線上となるように設定されており、回収量に影響を与えないようにされている。なお、脈動減衰板 18の下端は前記接線より下方に突設して!/、なければよ!、。回収される廃材の進路を確保するためである。

[0076] また、回収口 13と脈動減衰板 18との間には、回収される軽量廃材が上下に動く幅を抑制するための廃材上下動抑制板 19が設けられている。この廃材上下動抑制板 1 9は、ロータリフィーダ 9による回収方向へ上方傾斜されており、回収口 13内に伝わる波をロータリフィーダ 9側へ反射させるようになつている。もし、廃材上下動抑制板 19 が回収方向へ下方傾斜させると、回収口 13内に浸入した水が反射してしまい、脈動減衰板 18によって減衰させた波が選別槽 5内に逆流してしまう。廃材上下動抑制板 19の傾斜度は上下脈動によって任意に設定され、例えば脈動サイクルが速くて振幅力 S小さい場合には、傾斜度は小さく水平に近くてもよいが、脈動サイクルが遅くて振幅が大きヽ場合には、傾斜度は大きくしなければならな、。

[0077] つぎに、本実施形態の軽量廃材選別装置 4を用いた第 1軽量廃材選別工程 (ステップ S7)について図 9を参照しつつ説明する。

[0078] まず、上述したステップ S3にお!/、て選別された後、ステップ S5にお!/、て破砕された ABS榭脂ゃ PS、ゴム類等の軽量廃材を投入口 11に投入する。投入された軽量廃材のうち微粉末ィ匕した榭脂は、別途、微粉末回収部 20で回収され、残りの榭脂は、水車式フィーダ 12を介して傾斜選別スクリーン部 16上に供給される。選別槽 5内では、上下脈動手段 6が水を上下方向に脈動させているため、この脈動に伴って軽量廃材は比重差により選別される。

[0079] 比重差によって下層に沈降する軽量廃材は、上下動を繰り返しながら天井網 16a の傾斜面に沿って回収口 13側へと移送される。したがって、投入口 11側で沈降する軽量廃材も回収口 13へと導いてムラなく回収される。一方、傾斜選別スクリーン部 16 上には軽量廃材が回収口 13側ほど厚く積層している力図 10に示すように、選別スクリーン内の粒状物 73が回収口 13側ほど薄く積層されているため、回収口 13近くを通過する水の流速は減速することなぐ沈降した廃材を均一に上下動させる。

[0080] 最下層には塩ビおよびゴム類が沈殿し、その上に ABS榭脂が積層している。このうち塩ビおよびゴム類をロータリフィーダ 9により回収する。回収口 13内では、選別槽 5 内の脈動が伝播するが、脈動減衰板 18が回収口 13内の水の脈動を減衰するとともに、廃材上下動抑制板 19が回収される軽量廃材の上下動を抑制するため、分離回収した軽量廃材が高！ヽ選別精度で回収される。

[0081] また、回収口 13付近では、下層に沈殿する軽量廃材が回収口 13内に引き込まれる際、上層の軽量廃材が崩れて混入してしまうおそれがあるが、廃材上下動抑制板 1 9が、回収口 13内の軽量廃材の上下動幅を低減するため、穏やかに軽量廃材を回収し、上層の廃材が混入するのを防止する。 [0082] 回収された塩ビおよびゴム類は、ステップ S8の第 2軽量廃材選別工程で用いられる軽量廃材選別装置 4へと搬送され、この装置によってさらに塩ビとゴム類とに選別される。

[0083] 本軽量廃材選別装置 4においても、上述した非鉄廃材選別装置 1と同様に、各選別槽 5の上下脈動サイクルの水の下降時において気室 61内の空気を断続的に排気し、しかも水の下降時における単位時間当たりの排気量を水の上昇時における単位時間当たりの給気量よりも大きく設定して、強く力を加えて下降させている。したがつて、一時的に下降を停止された水が、再び下降する際に比重差の異なる廃材同士の沈降速度を増幅し、より比重格差を大きくする。

[0084] なお、本軽量廃材選別装置 4においては、傾斜選別スクリーン部 16内の粒状物 73 を回収口 13側で薄く積層させているが、これに限られるものではなぐ分離させる廃材の比重差が 0. 5以下のような場合には、一定の厚さで積層した傾斜選別スクリーン部 16を使用してもよい。

[0085] 以上のような本実施形態の軽量廃材選別装置 4によれば、

1.榭脂のような軽量で比重差の小さいものが混在する混合廃材を穏ゃ力な上下脈動によって精度良く選別することができる。

2.天井網 16aを傾斜させることにより投入口 11側に沈殿する軽量廃材も確実に回収することができるし、回収口 13側に軽量廃材を厚く積層させて選別品位を高めることがでさる。

3.回収口 13内の環境を穏やかに維持することができ、一旦回収された軽量廃材が逆流したり、沈殿層を崩したりするのを防止することができる等の効果を奏する。

[0086] 以上のように、本実施形態の混合廃材の選別工程によれば、比重や形状の異なる多種多様な混合廃材を高精度に選別して分離回収することができる。

[0087] なお、本発明に係る線状廃材選別装置 3は、前述した実施形態に限定されるものではなぐ適宜変更することができる。

[0088] 例えば、本実施形態では、非鉄廃材選別装置 1を 3基連設させて非鉄廃材選別システム 2を構成しているがこれに限られるものではなぐ選別しょうとする混合廃材の種類数に応じて増減させてょヽ。 [0089] また、本実施形態では、水を用いて比重差による選別をさせているがこれに限らず、選別対象が軽量物の場合には、塩水を用いてもよい。

図面の簡単な説明

[0090] [図 1]本発明に係る線状廃材選別装置を適用した混合廃材の選別工程を示すフローチャート図である。

[図 2]本実施形態における非鉄廃材選別装置を備えた非鉄廃材選別システムの実施形態を示す模式図である。

[図 3]本実施形態の上下脈動手段による給気および排気時の気室内空気量と時間との関係を示すグラフである。

[図 4]本実施形態の選別スクリーン部の平面図である。

[図 5]本実施形態の非鉄廃材選別装置を示す拡大模式図である。

[図 6]本実施形態の各非鉄廃材選別装置の選別槽の関係を示す平面図である。

[図 7]本実施形態の線状廃材選別装置の模式図である。

[図 8]本実施形態の線状廃材分離槽の平面図である。

[図 9]本実施形態の軽量廃材選別装置の模式図である。

[図 10]本実施形態の軽量廃材選別装置を示す拡大模式図である。

符号の説明

[0091] 1, la, lb, lc 非鉄廃材選別装置

2 非鉄廃材選別システム

3 線状廃材選別装置

4 軽量廃材選別装置

5, 5a, 5b, 5c 選別槽

6 上下脈動手段

7 選別スクリーン部

8 可変翼

9 ロータリフィーダ

10 ロータリバルブ

11 投入口 12 水車式フィーダ

13 回収口

14 仕切網

15 線状廃材分離層

15a 球状物（ステンレス球)

16 傾斜選別スクリーン部

16a 天井網

17 流出板

18 脈動減衰板

19 廃材上下動抑制板

20 微粉末回収部

61 気室

61a 屋根

62 給排気 PI

63 空気ブロワ

64 空気バルブ

65 空気タンク

66 ノノレブモータ

71 床網

72 仕切壁

73 粒状物

91 回収羽根

S サイドトラップ

Claims

請求の範囲

[1] 槽内を上下に仕切る仕切網を備え、この仕切網の上方側に投入される混合廃材を液体中において、その比重差により選別するための選別槽と、

この選別槽内の液体を上下方向に脈動させる気室を備えた上下脈動手段と、前記混合廃材のうち選別対象である線状廃材の比重より小さぐかつ、残りの他の廃材の比重より大きい比重を有すると共に、その重量および形状がほぼ同一に形成されている球状物の多数を前記仕切網上に敷き詰めてなる線状廃材分離層とを有して!、ることを特徴とする線状廃材選別装置。

[2] 請求項 1において、前記選別槽は、前記線状廃材分離層が前記選別槽の内壁面に沿って上下動する際に、前記線状廃材分離層と前記内壁面との間に生じる摩擦抵抗が内壁面全体において等しくなる形状に形成されていることを特徴とする線状廃材選別装置。

[3] 請求項 2において、前記選別槽は、平面断面略正方形に形成されていることを特徴とする線状廃材選別装置。